(57)【要約】  【課題】  アモルファスシリコン感光体の高温、高湿下における像流れを抑制し、装置の使用環境に係わらず高画質な画像を形成する画像形成装置を提供する。  【解決手段】  アーム部材２１ａ、２１ｂの第１端部２１ａａ、２１ｂａには摺擦ローラ６が感光体ドラム１に隣接して回転可能に支持されており、アーム部材２１ａ、２１ｂは回動支点２２ａ、２２ｂを支点として回動可能に構成されている。通常の使用環境下では、図４（ａ）のようにカム部材２４ａ、２４ｂの小径部２７が第２端部２１ａｂ、２１ｂｂに接触し、摺擦ローラ６は所定の圧接力で感光体ドラム１に接触している。高温、高湿下では、モータ２６を矢印Ｃの方向に所定量回転させることにより、図４（ｂ）のようにカム部材２４ａ、２４ｂの大径部２８が第２端部２１ａｂ、２１ｂｂを矢印Ａ方向へ押し下げる。これにより、摺擦ローラ６はより大きな圧接力で感光体ドラム１に接触する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン感光体ドラムと、該感光体ドラム表面に静電潜像を書き込む露光ユニットと、前記感光体ドラム表面に研磨剤を含むトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、前記現像ユニットにより形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記感光体ドラム表面に所定の圧力で圧接されるとともに前記感光体ドラム表面を研磨する摺擦ローラと、を備えた画像形成装置において、
装置内部又は外部の温度及び／又は湿度を検知する検知手段と、該検知手段により検知された装置内部の温度及び／又は湿度に応じて前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を変化させる圧接力可変手段とが設けられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記摺擦ローラは、画像形成装置内に回動可能に設けられた一対のアーム部材の一端に支持されており、前記圧接力可変手段は、前記摺擦ローラの圧接力を強める方向に前記アーム部材を押圧可能としたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記アーム部材の回動支点が、前記アーム部材の長手方向の略中心から前記摺擦ローラを支持する端部までの間に設けられており、前記圧接力可変手段は、前記回動支点を挟んで前記摺擦ローラと反対側を押圧することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記圧接力可変手段は、前記アーム部材に隣接して設けられたカム部材と、該カム部材に固定される回転軸と、該回転軸を回転駆動する駆動手段とで構成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記アーム部材は樹脂材料で形成されており、前記圧接力可変手段により押圧される部分は弾性力を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記圧接力可変手段は、前記検知手段により検知された装置内部又は外部の温度及び／又は湿度が所定値を超えた時に、前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記圧接力可変手段は、装置内部の温度及び／又は湿度変化に応じて前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を段階的に変化させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）感光体ドラムを用いた画像形成装置に関し、特に像流れを抑制することができるａ−Ｓｉ感光体ドラム表面の研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の像担持体として、ａ−Ｓｉ感光体ドラムが広く用いられている。ａ−Ｓｉ感光体ドラムは、高硬度で優れた耐久性を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できるため、ランニングコストも低く取り扱いも容易であるとともに、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。
【０００３】
このようなａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電ユニットを用いて帯電を行うと、帯電ユニットの放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じることがある。
【０００４】
従来は、感光体ドラム内にヒータを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分を離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えており、実機ではすでに一般化されている。しかしながら、かかる装置においては、ヒータを構成するための部品数が多くなり、コストアップにつながる上、安全性の面からも好ましいものではなかった。そこで、特許文献１には、図１１に示すように、ヒータを用いることなく研磨剤を混入させた研磨トナーと研磨手段（摺擦ローラ及びクリーニングブレード）の相互作用で感光体を研磨するシステムにより、オゾン生成物を除去する方法が開示されている。
【０００５】
図１１において、画像形成部１５には、感光体ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って露光ユニット３、現像ユニット４（現像手段、供給手段）、転写ローラ５、弾性ローラで構成した摺擦ローラ６（研磨手段）、クリーニングブレード９（研磨手段）、除電装置１０、帯電ユニット２が配設され、周知の如く、除電装置１０による除電後、帯電ユニット２によって均一に帯電された感光体ドラム１上に露光ユニット３により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット４でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ５にて転写紙１１上に転写する。
【０００６】
転写ローラ５で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとして摺擦ローラ６及びクリーニングブレード９により感光体ドラム１表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー８等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
【０００７】
１４はクリーニング装置であり、感光体ドラム１を研磨する研磨システムである摺擦ローラ６，クリーニングブレード９を備え、摺擦ローラ６を感光体表面に一定加圧するためのスプリング７を有している。摺擦ローラ６は、シャフトを中心として周囲を発泡ウレタンゴムで覆われた構成となっている。なお、このゴム硬度はシャフトを介した状態で５０度に調整されている。研磨トナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤としてアルミナ、チタニア等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
【０００８】
この技術は、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの表面粗さをＲｚ５００オングストローム以下になるように研磨する構成を備えた画像形成装置であり、この表面粗さに研磨することで、上述したようなイオン生成物が感光体ドラム表面に付着したとしても十分除去できるようにしたものである。また、特許文献２には、トナー像の印字時と非印字時（紙間）とで摺擦ローラの回転制御を行い、非印字時にのみ感光体ドラムの研磨を行うことにより、摺擦ローラによるジッターの発生を防止するとともに感光体表面を必要量研磨する方法が開示されており、特許文献３には、非印字時に摺擦ローラにより研磨を行う研磨モードにおいて研磨トナーを感光体表面に供給することにより、印字比率に左右されず安定した研磨を行う方法が開示されている。
【０００９】
ａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、装置の使用環境により像流れ等の画像不良の発生頻度が変化し、特に高温、高湿下においては大気中の水分を多く取り込むことにより像流れが発生しやすくなる。そのため、このような環境下では摺擦ローラを通常よりも強く感光体ドラムに圧接し、研磨効果を高める必要が生じる。しかしながら、特許文献１〜３の方法では、摺擦ローラは通常、バネ等により一定の力で感光体ドラムに圧接されており、使用環境に応じて感光体ドラムに対する圧接力を変更することはできなかった。
【特許文献１】特開平１１−１３３４６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２９３７号公報
【特許文献３】特開２０００−８１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、高温、高湿下における像流れを抑制し、装置の使用環境に係わらず高画質な画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムと、該感光体ドラム表面に静電潜像を書き込む露光ユニットと、前記感光体ドラム表面に研磨剤を含むトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、前記現像ユニットにより形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記感光体ドラム表面に所定の圧力で圧接されるとともに前記感光体ドラム表面を研磨する摺擦ローラと、を備えた画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度を検知する検知手段と、該検知手段により検知された装置内部の温度及び／又は湿度に応じて前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を変化させる圧接力可変手段とが設けられたことを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、画像形成装置内に回動可能に設けられた一対のアーム部材の一端に支持されており、前記圧接力可変手段は、前記摺擦ローラの圧接力を強める方向に前記アーム部材を押圧可能としたことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記アーム部材の回動支点が、前記アーム部材の長手方向の略中心から前記摺擦ローラを支持する端部までの間に設けられており、前記圧接力可変手段は、前記回動支点を挟んで前記摺擦ローラと反対側を押圧することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記圧接力可変手段は、前記アーム部材に隣接して設けられたカム部材と、該カム部材に固定される回転軸と、該回転軸を回転駆動する駆動手段とで構成されることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記アーム部材は樹脂材料で形成されており、前記圧接力可変手段により押圧される部分は弾性力を有することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記圧接力可変手段は、前記検知手段により検知された装置内部又は外部の温度及び／又は湿度が所定値を超えた時に、前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を変化させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記圧接力可変手段は、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度変化に応じて前記感光体ドラムに対する前記摺擦ローラの圧接力を段階的に変化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度に応じて感光体ドラムに対する摺擦ローラの圧接力を変化させるため、装置の使用環境に係わらずアモルファスシリコン感光体の研磨効果を高めて像流れの発生を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、一対のアーム部材の一端に摺擦ローラを支持し、圧接力可変手段によるアーム部材の押圧力を変化させることにより、圧接力可変手段を用いて摺擦ローラの圧接力を所望の大きさに微調整することができる。
【００２０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、アーム部材の回動支点がアーム部材の長手方向の略中心から摺擦ローラを支持する端部までの間に設けられており、圧接力可変手段が回動支点を挟んで摺擦ローラと反対側を押圧することにより、梃子の原理を用いてより強い圧接力を摺擦ローラに付与することができる。
【００２１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の画像形成装置において、圧接力可変手段は、アーム部材に隣接して設けられたカム部材と、該カム部材に固定される回転軸と、回転軸を回転駆動する駆動手段とで構成されることにより、カム部材の回転角度の調節により摺擦ローラの圧接力を微調整可能となり、圧接力可変手段の構造が簡単なものとなる。
【００２２】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、摺擦ローラを支持するアーム部材が樹脂材料で形成されており、圧接力可変手段により押圧される部分は弾性力を有することにより、アーム部材自体の復元力によって摺擦ローラに対しより強い圧接力を付与することができる。
【００２３】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度が所定のしきい値を超えた時に摺擦ローラの圧接力を変化させることにより、通常の使用環境においては摺擦ローラの圧接力を適度に保持するとともに、高温、高湿下においては圧接力を大きくして研磨効果を高めることができ、高温、高湿下における像流れの発生を効果的に抑制する。
【００２４】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度変化に応じて摺擦ローラの圧接力を段階的に変化させることにより、摺擦ローラの圧接力を使用環境に適合した大きさに微調整可能とし、像流れの発生とともに感光体ドラム表面が研磨過剰となるのを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置に用いられる感光体ユニットの構成を示す斜視図である。従来例の図１１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。感光体ドラム１はユニット筐体２０の軸受部２０ａ、２０ｂに両端部を支持され、ユニット筐体２０内に回転可能に保持されている。軸受部２０ａ若しくは２０ｂには図示しない駆動手段が連結され、感光体ドラム１を所定方向に回転する。２１ａ、２１ｂは摺擦ローラ６（図１１参照）を支持する一対のアーム部材である。アーム部材２１ａ、２１ｂの第１端部２１ａａ、２１ｂａには摺擦ローラ６が感光体ドラム１に隣接して回転可能に支持されている。
【００２６】
アーム部材２１ａ、２１ｂはそれぞれ同一方向に屈曲しており、屈曲部に設けられた回動支点２２ａ、２２ｂを中心にユニット筐体２０に矢印ＡＡ′方向に回動可能に連結されている。また、アーム部材２１ａ、２１ｂの第２端部２１ａｂ、２１ｂｂはユニット筐体２０より感光体ドラム１と反対方向に突出している。ここで、回動支点２２ａ、２２ｂを挟んで第１端部２１ａａ、２１ｂａと反対側の第２端部２１ａｂ、２１ｂｂに矢印Ａ方向の力を加えることにより、摺擦ローラ６には矢印Ｂ方向の力が作用することとなる。即ち、摺擦ローラ６は所定の圧接力で感光体ドラム１に圧接される。なお、ここでは摺擦ローラ６及び第１端部２１ｂａ、回動支点２２ｂは図示していない。
【００２７】
本発明に用いられる圧接力可変手段の一例を図２に示す。圧接力可変手段２３は、小径部２７及び大径部２８を有するカム部材２４ａ、２４ｂと、該カム部材２４ａ、２４ｂに固定される回転軸２５と、回転軸２５を回転駆動するモータ２６とで構成されている。カム部材２４ａ、２４ｂは回転軸２５に対し大径部２８が同じ向きとなるように固定されており、モータ２６の回転により矢印ＡＡ′方向に回転する。図３は圧接力可変手段を付設した感光体ユニットの斜視図である。カム部材２４ａ、２４ｂは、それぞれアーム部材２１ａ、２１ｂの第２端部２１ａｂ、２１ｂｂの上側に、第２端部２１ａｂ、２１ｂｂと所定の圧力で接するように配置されている。
【００２８】
圧接力可変手段２３により摺擦ローラ６の圧接力が変化するしくみを図４、図５及び図６を用いて詳細に説明する。図４は圧接力可変手段から摺擦ローラへの動力伝達機構を示す概略図である。ここでは説明の便宜のため、感光体ドラム１、摺擦ローラ６、アーム部材２１ａ、２１ｂ、圧接力可変手段２３のみを記載し、他の構成部材は記載を省略している。カム部材２４ａ、２４ｂは、第２端部２１ａｂ、２１ｂｂを矢印Ａ方向に均等に押し下げるように配置されており、通常は図４（ａ）のように、小径部２７で第２端部２１ａｂ、２１ｂｂと接している。小径部２７の寸法は、通常の使用環境下で摺擦ローラ６の圧接力が最適となるように設計されている。
【００２９】
摺擦ローラ６の圧接力を大きくした状態を図４（ｂ）に示す。モータ２６を矢印Ｃ方向に所定量回転させることにより、回転軸２５を矢印Ｄ方向に回転させると、カム部材２４ａ、２４ｂも矢印Ｄ方向に所定量回動する。カム部材２４ａ、２４ｂは回転軸２５に対し偏心して固定されているため、大径部２８で第２端部２１ａｂ、２１ｂｂと接する方向に回転し、第２端部２１ａｂ、２１ｂｂを矢印Ａ方向へさらに押し下げる。これにより、アーム部材２１ａ、２１ｂには図４（ａ）と比べて大きな押圧力が矢印Ａ方向に作用することとなり、摺擦ローラ６には矢印Ｂ方向に大きな圧接力が作用する。そして、図４（ｂ）のように、大径部２８の先端で第２端部２１ａｂ、２１ｂｂと接する状態で摺擦ローラ６の圧接力が最大となる。ここで、大径部２８の寸法は、摺擦ローラ６の圧接力が最大の場合に他の画像不良が発生しない範囲となるように設計されている。
【００３０】
なお、回動支点２２ａ、２２ｂと摺擦ローラ６との間の部分を矢印Ｂ方向に押圧して摺擦ローラ６に圧接力を付与することも可能であるが、ユニット筐体２０内にカム部材２４ａ、２４ｂや回転軸２５等を配置するスペースが必要となるため、本実施形態のように第２端部２１ａｂ、２１ｂｂを押圧する構成とすることが好ましい。また、図４に示したように、回動支点２２ａ、２２ｂをアーム部材２１ａ、２１ｂの長手方向の略中心よりも摺擦ローラ６寄りに設けておくことで、梃子の原理を用いてより大きな圧接力を摺擦ローラ６に付与することができる。
【００３１】
図５（ａ）は、通常の使用環境下における摺擦ローラ６の圧接状態を示す側面図であり、図５（ｂ）は説明の便宜のため、感光体ドラム１、摺擦ローラ６、アーム部材２１ａ、圧接力可変手段２３のみを記載した図である。なお、ここではアーム部材２１ａ側についてのみ図示しているが、アーム部材２１ｂ側についても全く同様に説明される。この状態では、カム部材２４ａは小径部２７でアーム部材２１ａの第２端部２１ａｂと接しており、通常の環境温度、湿度下で感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の圧接力Ｆ１が最適となるような押圧力でアーム部材２１ａを矢印Ａ方向に押圧している。
【００３２】
いま、感光体ドラム１が図５（ｂ）の矢印Ｂ方向に回転するものとすると、摺擦ローラ６により感光体ドラム１表面を研磨する場合、摺擦ローラ６を強制的に停止させるか、或いは感光体ドラム１と同方向（矢印Ｂ′方向）に回転させる。これにより、感光体ドラム１と摺擦ローラ６との接面Ｓに摩擦力が生じ、感光体ドラム１に付着した研磨剤を含む残留トナーを用いて感光体ドラム１表面の研磨が行われる。研磨後の残留トナーはクリーニングブレード９（図１１参照）により感光体ドラム１上から除去され、回収スクリュー８により図示しない廃棄ボトルへ搬送される。
【００３３】
図６（ａ）は、高温、高湿下における摺擦ローラ６の圧接状態を示す側面図であり、図６（ｂ）は説明の便宜のため、感光体ドラム１、摺擦ローラ６、アーム部材２１ａ、圧接力可変手段２３のみを記載した図である。なお、ここでも図５と同様にアーム部材２１ａ側についてのみ図示している。この状態では、カム部材２４ａは図５の位置から矢印Ｄ方向に所定量回動して大径部２８でアーム部材２１ａの第２端部２１ａｂと接しており、第２端部２１ａｂを矢印Ａ方向にさらに押し下げる。そのため、摺擦ローラ６は通常の使用環境下に比べ強い圧接力Ｆ２で感光体ドラム１に圧接されることとなる。
【００３４】
これにより、感光体ドラム１へのＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物の付着を抑制し、これらのイオン生成物が大気中の水分を取り込むことによる像流れの発生を効果的に防止することができる。アーム部材２１ａ、２１ｂの材質としては、摺擦ローラ６を支持可能な剛性を有する樹脂、金属等の材料が使用可能であるが、特にアーム部材２１ａ、２１ｂを樹脂により形成し、カム部材２４ａ、２４ｂにより押圧される第２端部２１ａｂ、２１ｂｂ付近が弾性力を有するようにしておけば、図６のように第２端部２１ａｂ、２１ｂｂが弾性変形し、アーム部材２１ａ、２１ｂ自体の復元力により摺擦ローラ６に対し強い圧接力を付与することができる。このような樹脂の例としては、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ＡＢＳ樹脂とＰＣ樹脂のアロイ（ＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ樹脂）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ樹脂）などに、補強充填材としてガラス繊維を充填したものが一般的である。
【００３５】
本発明に用いられるモータ２６としては、カム部材２４ａ、２４ｂの回転量の制御が可能なモータであれば特に制限はないが、例えば一定周期の駆動波形で駆動されるステッピングモータ等のパルスモータを用いることとすれば、モータ２６に送信する駆動パルスの制御によりカム部材２４ａ、２４ｂの回転量の微調整が容易となるため好ましい。
【００３６】
また、摺擦ローラ６を感光体ドラム１に圧接する場合、摺擦ローラ６は感光体ドラム１からの反作用を受け、摺擦ローラ６が感光体ドラム１から離れる方向に作用する力が発生する。この力によりアーム部材２１ａ、２１ｂは圧接方向と逆方向に押し戻されることとなり、カム部材２４ａ、２４ｂの形状によっては、カム部材２４ａ、２４ｂ及び回転軸２５が逆回転して駆動方向とは逆の回転力がモータ２６に伝わるおそれがある。
【００３７】
そこで、例えばウォームとウォームホイルの関係のように、カム部材２４ａ、２４ｂにモータ２６側からの回転力は伝達するが、逆にカム部材２４ａ、２４ｂ側からの回転力をモータ２６に伝達しない機構を設けるか、或いはモータ２６と回転軸２５との間に減速機構を設けて減速比を調整し、カム部材２４ａ、２４ｂ側から回転軸２５を回転させるためのトルクをアーム部材２１ａ、２１ｂから伝わる逆の回転力よりも大きくすることにより、カム部材２４ａ、２４ｂ側からモータ２６への回転力の伝達を止めることができる。このような機構を設けておけば、摺擦ローラ６の圧接力を調整した後モータ２６の駆動を停止してもカム部材２４ａ、２４ｂが逆回転せず、モータ２６の負荷を軽減して長寿命化するとともに、装置の省エネルギー化にも貢献する。
【００３８】
図７は本発明の画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。画像形成装置３０は、画像形成部１５、画像読取部３１、制御部３２、操作パネル３３、温湿度センサ３４、及び記憶部３５により構成されている。
【００３９】
画像読取部３１は、複写時に原稿の画像データを読み取り画像信号に変換するスキャナ等で構成される。画像読取部３１で読み取られた画像信号は制御部３２に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、画像信号を画像データに変換する。画像形成部１５は、制御部３１において変換された画像データをもとに感光体上に潜像を形成し、現像した後に用紙上にトナー画像を転写する。制御部３２は、設定されたプログラムに従って画像読取部６、画像形成部１５等の画像形成装置各部の制御も行う。
【００４０】
操作パネル３３は、ユーザが装置の機能や印刷条件等の設定を行う操作キーと、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成される。温湿度センサ３４は、装置内部の温湿度を所定の時間毎に常に検出しており、検出された温湿度は制御部３２に送出される。制御部３２は、温湿度センサ３４により検出された装置内部の温湿度に基づいて圧接力可変手段２３の制御を行い、摺擦ローラ６の圧接力を補正する。摺擦ローラ６の圧接力の補正は、なるべく補正直前の検出値を用いて行うことが好ましいが、他のタイミングで検出した温湿度を用いて補正を行ってもよい。また、温湿度の検出を所定の回数行い、各検出値の平均値を用いることもできる。
【００４１】
温湿度センサ３４は、例えば図１１における摺擦ローラ６や感光体ドラム１の近傍に設置されるが、装置内部の温湿度を正確に検出可能な他の場所に設置することもできる。記憶部３５は、制御部３２により使用される装置各部の制御プログラムを記憶する。また、後述するように、温湿度センサ３４により検出された温湿度変化に応じて摺擦ローラ６の圧接力をステッピングモータにより段階的に変化させる場合は、温湿度変化に対応したモータ駆動パルス値も記憶される。
【００４２】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。図８は、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム研磨時の動作を示すフローチャートである。図７を参照しながら、図８のステップに従い摺擦ローラの圧接力の制御手順について説明する。この例においては、装置内部の湿度が所定のしきい値を超えた場合に摺擦ローラ６の圧接力を二段階に切り替えている。
【００４３】
装置が研磨モードにある場合、先ず、温湿度センサ３４により画像形成装置内部の湿度が検出される（ステップＳ１）。次いで温湿度センサ３４により検出された装置内部の湿度が制御部３２に送出される（ステップＳ２）。次に、制御部３２において送信された湿度がしきい値以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。ここでは湿度７０％をしきい値として設定している。検出湿度が７０％以上であると判断された場合は、次に摺擦ローラ６の圧接力が強い状態であるか否かの判断を行う（ステップＳ４）。
【００４４】
摺擦ローラ６の圧接力が弱い状態である場合はカム部材２４ａ、２４ｂがアーム部材２１ａ、２１ｂを押圧する方向にモータ２６を所定量回転させる（ステップＳ５）。モータ２６の回転によりカム部材２４ａ、２４ｂが所定量回転してアーム部材２１ａ、２１ｂを押圧することにより（ステップＳ６）、摺擦ローラ６の圧接力が増加され（ステップＳ７）、感光体ドラムの研磨が行われる。ステップＳ４において摺擦ローラ６の圧接力が既に強い状態である場合は摺擦ローラ６の圧接力を変化させずに感光体ドラムの研磨を行う。
【００４５】
ステップＳ３において検出湿度が７０％を超えないと判断された場合は、次に摺擦ローラ６の圧接力が強い状態であるか否かが判断される（ステップＳ８）。摺擦ローラ６の圧接力が強い状態である場合はモータ２６を所定量逆回転させる（ステップＳ９）。モータ２６の逆回転によりカム部材２４ａ、２４ｂも所定量逆回転し、アーム部材２１ａ、２１ｂの押圧力を弱めることにより（ステップＳ１０）、摺擦ローラ６の圧接力は減少され（ステップＳ１１）、感光体ドラムの研磨が行われる。ステップＳ４において摺擦ローラ６の圧接力が弱い状態である場合は摺擦ローラ６の圧接力を変化させずに感光体ドラムの研磨を行う。そして所定時間研磨後、研磨モードが終了し（ステップＳ１２）、処理を終了する。
【００４６】
これにより、装置内部の湿度に応じて摺擦ローラ６の圧接力を切り替えることができ、湿度の上昇による像流れの発生を防止することが可能となる。なお、カム部材の駆動手段はモータに限られるものではなく、例えばバネクラッチを介して他の駆動手段をカム部材２４ａ、２４ｂと連結しておき、バネクラッチの切り替えによって押圧力を二段階に変化させても良い。また、カム部材２４ａ、２４ｂの代わりにアーム部材２１ａ、２１ｂに隣接してソレノイドを配置し、ソレノイドの往復運動によりアーム部材２１ａ、２１ｂへの押圧力を切り替えることもできる。
【００４７】
図９は、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム研磨動作の他の例を示すフローチャートである。図７を参照しながら、図９のステップに従い摺擦ローラの圧接力の制御手順について説明する。この例においては、駆動手段としてステッピングモータを用い、装置内部の湿度が所定のしきい値を超えた後、装置内部の湿度変化に応じて摺擦ローラ６の圧接力を段階的に切り替えている。
【００４８】
装置が研磨モードにある場合、先ず、温湿度センサ３４により画像形成装置内部の湿度が検出される（ステップＳ１）。次いで温湿度センサ３４により検出された装置内部の湿度が制御部３２に送出される（ステップＳ２）。次に、制御部３２において送信された湿度がしきい値以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。ここでは湿度７０％をしきい値として設定している。検出された湿度が７０％以上である場合は、摺擦ローラ６の圧接力を湿度変化に応じて調整する制御モードとなり、以下のステップへ進む。一方、湿度が７０％を超えない場合は圧接力の調整を行わずに感光体ドラムの研磨が行われる。
【００４９】
次に、制御部３２において送信された湿度が、直前の圧接力調整時からどれだけ変化したかが判断される。ここでは湿度変化が５％以上の場合に摺擦ローラ６の圧接力を段階的に変化させるように設定されているものとする。まず、湿度変化が５％以上か否かが判断され（ステップＳ４）、５％以上と判断された場合は、次に湿度上昇であるか否かの判断を行う（ステップＳ５）。
【００５０】
ステップＳ５において湿度上昇であると判断された場合は、温湿度センサ３４で検出された装置内部の湿度変化量に基づいて記憶部３５内のモータ駆動パルス値が選定される（ステップＳ６）。選定されたモータ駆動パルス値は圧接力可変手段２３へ送信され、カム部材２４ａ、２４ｂがアーム部材２１ａ、２１ｂを押圧する方向にモータ２６を所定量回転させる（ステップＳ７）。モータ２６の回転によりカム部材２４ａ、２４ｂがアーム部材２１ａ、２１ｂを所定量押圧することにより（ステップＳ８）、湿度上昇に応じた圧接力が加えられ（ステップＳ９）、感光体ドラムの研磨が行われる。
【００５１】
ステップＳ５において湿度低下であると判断された場合は、ステップＳ５と同様に記憶部３５内のモータ駆動パルス値が選定され（ステップＳ１０）、圧接力可変手段２３へ送信される。そして、送信された駆動パルス値に基づいてモータ２６を所定量逆回転させる（ステップＳ１１）。モータ２６の逆回転によりカム部材２４ａ、２４ｂも逆回転し、アーム部材２１ａ、２１ｂの押圧力を所定量弱めることにより（ステップＳ１２）、摺擦ローラ６の圧接力は湿度低下に応じた適度な圧接力に減少され（ステップＳ１３）、感光体ドラムの研磨が行われる。
【００５２】
一方、ステップＳ４において湿度変化が５％以下であると判断された場合は、圧接力の調整を行わずに直前の圧接力のままで感光体ドラムの研磨が行われる。そして所定時間研磨後、研磨モードが終了し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００５３】
本制御方法によれば、図８に示した二段階切り替え制御と同様に、装置内部の湿度が上昇した場合に摺擦ローラ６に適切な圧接力を付与することができ、像流れの発生を効果的に防止することができる。また、湿度変化の度合いに応じて圧接力を段階的に調整可能であるため、二段階制御に比べて感光体ドラムの研磨過剰が生じるおそれがなく、感光体ドラムの長寿命化による装置の低ランニングコスト化も実現する。
【００５４】
なお、感光体ドラム表面を研磨する研磨モードは画像形成装置の仕様や用途に応じて適宜設定することができ、例えば非印字時及び印字時の両方において研磨モードを設定しても良く、非印字時と印字時とで摺擦ローラ６の圧接力の初期値を変更しても良い。また、非印字時のみに研磨モードを設定し、印字時には摺擦ローラ６を感光体ドラム１から退避させたり、摺擦ローラ６を感光体ドラム１に従動して回転させたりすることもできる。
【００５５】
また、上記各実施形態においては、温湿度センサにより検出された装置内部の湿度に応じて摺擦ローラの圧接力を調整しているが、湿度に代えて温度検出を行い摺擦ローラの圧接力を調整してもよく、温度及び湿度の両方に対応させて圧接力を調整することも可能である。温度又は湿度のいずれか一方を検出する場合は温湿度センサの代わりに温度センサ、又は湿度センサを用いてもよい。また、装置内部の温度又は湿度に代えて装置外部の温度又は湿度を測定し、これに基づいて摺擦ローラの圧接力を調整することもできる。
【実施例】
【００５６】
本発明の画像形成装置を用いて画像形成を行った場合の、使用環境変化と像流れの発生との関係を調査した。試験方法としては、摺擦ローラ６の圧接力が一定である従来の画像形成装置、及び、圧接力可変手段２３により環境変化に応じて摺擦ローラ６の圧接力を調整可能な本発明の画像形成装置について、それぞれ形成されたテスト画像を目視により観察して像流れの発生の有無を評価した。なお、ここでは図８の制御手順により装置内部の絶対湿度が所定の閾値を超えた場合に圧接力を切り替える画像形成装置を用いて試験を行った。結果を図１０に示す。
【００５７】
本発明の画像形成装置においては、図の実線で示すように、装置内部の湿度が所定の閾値を超えた場合、圧接力可変手段２３の押圧力が強められて摺擦ローラ６に作用するため、摺擦ローラ６の圧接力は装置内部の湿度に応じた適切な値に調整され、像乱れは発生しなかった。一方、摺擦ローラ６の圧接力が一定である従来の画像形成装置では、図の二点鎖線で示すように、装置内部の湿度が所定の閾値を超えると像流れの発生が認められた。この結果より、摺擦ローラ６の圧接力を装置内部の湿度に応じて調整可能とすることにより、像流れの発生を効果的に防止できることが確認された。なお、図９の制御手順により装置内部の湿度変化に応じて圧接力を段階的に変化させる場合についても同様の結果となることが確認されている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムと、該感光体ドラムを保持する感光体ユニットと、感光体ドラム表面に静電潜像を書き込む露光ユニットと、感光体ドラム表面に研磨剤を含むトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットと、現像ユニットにより形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、感光体ドラム表面に所定の圧力で圧接されるとともに感光体ドラム表面を研磨する摺擦ローラと、を備えた画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度を検知する検知手段と、該検知手段により検知された装置内部の温度及び／又は湿度に応じて感光体ドラムに対する摺擦ローラの圧接力を変化させる圧接力可変手段とが設けられたこととする。
【００５９】
これにより、装置内部又は外部の温度或いは湿度に応じて感光体ドラムに対する摺擦ローラの圧接力を変化させることができ、装置の使用環境に係わらずアモルファスシリコン感光体の研磨効果を高めて像流れの発生を効果的に抑制することにより、高画質な画像を形成する画像形成装置の提供が可能となる。
【００６０】
また、摺擦ローラを回動可能なアーム部材に支持し、摺擦ローラの圧接力を強める方向にアーム部材を押圧する圧接力可変手段を設けたことにより、圧接力可変手段を用いて摺擦ローラの圧接力を所望の大きさに微調整することができる。さらに、アーム部材の回動支点をアーム部材の長手方向の略中心から摺擦ローラを支持する端部までの間に設け、圧接力可変手段が回動支点を挟んで摺擦ローラと反対側のアーム部材の端部を摺擦ローラの圧接方向と反対方向に押圧することにより、梃子の原理を用いて摺擦ローラに強い圧接力を付与できる。
【００６１】
また、圧接力可変手段を、カム部材と、カム部材に固定される回転軸と、回転軸を回転駆動する駆動手段とで構成したことにより、圧接力可変手段を簡単な構造とすることができる。さらに、アーム部材を樹脂材料で形成し、圧接力可変手段により押圧される部分に弾性力を持たせることにより、アーム部材の復元力を用いて摺擦ローラに対し強い圧接力を付与することができる。
【００６２】
また、装置内部又は外部の温度及び／又は湿度が所定のしきい値を超えた時に圧接力を変化させることにより、高温、高湿下における像流れの発生を効果的に防止する。さらに、温度及び／又は湿度変化の程度に応じて摺擦ローラの圧接力を段階的に変化させることにより、摺擦ローラの圧接力を使用環境に応じた適切な大きさとし、像流れの発生とともに感光体ドラム表面が研磨過剰となるのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】は、本発明の画像形成装置に用いられる感光体ユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】は、本発明に用いられる圧接力可変手段の一例を示す概略図である。
【図３】は、圧接力可変手段を付設した感光体ユニットの斜視図である。
【図４】は、圧接力可変手段から摺擦ローラへの動力伝達機構を示す概略図である。
【図５】は、通常の使用環境下における摺擦ローラの圧接状態を示す側面図である。
【図６】は、高温、高湿下における摺擦ローラの圧接状態を示す側面図である。
【図７】は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図８】は、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム研磨時の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】は、感光体ドラム研磨時の他の制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】は、湿度変化と像流れの発生との関係を示すグラフである。
【図１１】は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１              感光体ドラム
６              摺擦ローラ
７              スプリング
８              回収スクリュー
９              クリーニングブレード
１４            クリーニング装置
１５            画像形成部
２０            ユニット筐体
２１ａ、２１ｂ  アーム部材
２２ａ、２２ｂ  回動支点
２３            圧接力可変手段
２４ａ、２４ｂ  カム部材
２５            回転軸
２６            モータ
３０            画像形成装置
３１            画像読取部
３２            制御部
３４            温湿度センサ
３５            記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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